一種基于XMPP的即時通信技術在融合視頻中的應用

（CWW）視頻產(chǎn)業(yè)由于其信息傳遞、技術更新升級迅速，正處于高速增長期。尤其是近些年短視頻、網(wǎng)絡直播成為“新風口”，大小屏的融合也成了產(chǎn)業(yè)探索的新方向。此外，《“十四五”國家科學技術普及發(fā)展規(guī)劃》指出，加快推進IPTV、互聯(lián)網(wǎng)電視服務升級，依托IPTV、互聯(lián)網(wǎng)電視的強交互屬性，研究大小屏互動、多屏聯(lián)動技術，推動用戶體驗升級。

(資料圖)

目前，主流的大小屏融合技術方案還局限在使用DLNA協(xié)議的近場甩屏場景，具體原理如下：機頂盒和小屏客戶端通過在內(nèi)部集成DLNA協(xié)議棧，分別作為DMR（Digital Media Renderer）、DMC（Digital Media Controller）。當小屏客戶端和機頂盒處于同一個家庭網(wǎng)絡中時，小屏客戶端通過家庭網(wǎng)關發(fā)送廣播報文來發(fā)現(xiàn)機頂盒，并通過DLNA協(xié)議向機頂盒發(fā)送甩屏請求，進而實現(xiàn)近場甩屏。該方案局限性較大，要求大小屏客戶端必須在同一個家庭局域網(wǎng)中才能實現(xiàn)，且當遇到網(wǎng)絡質量問題時，會出現(xiàn)甩屏失敗的情況，可靠性差。

XMPP（ExtensibleMessaging andPresenceProtocol，可擴展消息與存在協(xié)議）是一種以XML為基礎的開放式即時通信協(xié)議，是經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組（IETF）通過的互聯(lián)網(wǎng)標準。其在開放性、安全性、可擴展性、多樣性上有著諸多優(yōu)點，被廣泛應用于游戲、監(jiān)控、云計算、視頻會議、社交等諸多領域。

本文提出了一種基于XMPP協(xié)議的即時通信技術方案，可以很好地應用在大小屏融合視頻中，該方案已實現(xiàn)了斷點續(xù)播、跨屏收藏、遠場甩屏、跨屏搜索、手機遙控等多個業(yè)務場景。

方案整體介紹

該方案基于XMPP協(xié)議的即時通信技術，在傳統(tǒng)視頻方案的基礎上，通過新增XMPP應用，在手機客戶端和大屏客戶端分別集成XMPP SDK客戶端，同時借助XMPP服務端進行消息的及時轉發(fā)，實現(xiàn)大小屏精準協(xié)同，多場景靈活互動。該方案涉及的大小屏融合各場景是基于大小屏客戶端賬號融合、內(nèi)容融合、權益融合的前提下進行的?；赬MPP協(xié)議的即時通信技術方案整體架構如圖1所示，具體說明如下。

融合視頻平臺負責記錄用戶賬號、賬號權益、媒資內(nèi)容信息、用戶書簽等數(shù)據(jù)，用于用戶登錄、播放鑒權、大小屏賬號綁定、內(nèi)容關聯(lián)以及權益互通等。

即時消息中心（XMPP Server）負責與大小屏客戶端建鏈，并與二者XMPP消息相互即時轉發(fā)。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）主要進行媒資介質的分發(fā)，為距離最近的客戶端提供所需的媒體流。

大小屏客戶端為用戶提供視頻業(yè)務體驗的入口，一般為安裝有大屏和小屏視頻業(yè)務APP的終端設備，其中APP里集成了XMPP SDK客戶端，可進行XMPP消息的接收與發(fā)送，以及部分信息解析工作。

圖1 基于XMPP協(xié)議的即時通信技術方案整體架構

實現(xiàn)原理

基于XMPP協(xié)議的即時通信技術方案業(yè)務邏輯如圖2所示，在大屏機頂盒和小屏移動客戶端中分別集成XMPP SDK客戶端，當終端用戶在視頻平臺登錄成功后，視頻APP負責調起XMPP SDK客戶端，隨后兩個XMPP SDK客戶端與即時消息中心進行建鏈。此時，其中一端的視頻APP即可發(fā)起大小屏互動事件（如播放投屏、遙控按鍵、內(nèi)容搜索等），經(jīng)XMPP消息將這些事件動作進行封裝后，借助已經(jīng)建鏈的XMPP消息通道，將XMPP消息發(fā)送給即時消息中心。即時消息中心收到來自客戶端的消息后，根據(jù)消息中所攜帶的目標用戶ID，將XMPP消息實時轉發(fā)給目標用戶。

圖2 基于XMPP協(xié)議的即時通信技術方案業(yè)務邏輯

目標用戶的XMPP SDK客戶端收到XMPP消息后，首先對消息進行一次解析，然后將其發(fā)送給客戶端本地視頻APP，客戶端本地視頻APP對收到的消息進行二次解析。消息二次解析后將還原為一系列大小屏互動的事件動作，同時向EPG頁面發(fā)起相應的指令，最后EPG根據(jù)收到的指令給予相應的頁面展示。如果動作事件是內(nèi)容播放類操作，客戶端還要向內(nèi)容網(wǎng)絡進行相關媒體流拉取播放。

為了更好地理解該方案的原理，以下用點播內(nèi)容的遠場甩屏場景舉例說明。當小屏移動客戶端向目標大屏發(fā)起遠場甩屏時，小屏移動客戶端通過XMPP SDK客戶端將遠場甩屏動作事件ID、點播內(nèi)容ID及當前的視頻播放進度的時間點等數(shù)據(jù)封裝在XMPP消息中，通過與即時消息中心建立的鏈接通道，將XMPP消息發(fā)送給目標大屏客戶端。目標大屏客戶端收到這些數(shù)據(jù)后，通過解析便可以根據(jù)事件ID、內(nèi)容ID和時間信息得知小屏客戶端用戶發(fā)起的是甩屏動作，以及播放的內(nèi)容ID和起播時間點。從而使用內(nèi)容ID向融合視頻平臺發(fā)起播放鑒權，鑒權通過后獲取到播放URL。再將獲取到的URL與時間點拼接成新的URL，然后使用新的URL向內(nèi)容網(wǎng)絡進行媒體流拉取，最終實現(xiàn)該片源在大屏端的同步播放。

其他場景（如斷點續(xù)播、跨屏收藏、手機遙控等）的實現(xiàn)原理同點播內(nèi)容遠場甩屏類似，分別根據(jù)XMPP消息體中所傳的不同的事件ID和相應的事件數(shù)據(jù)實現(xiàn)。如在斷點續(xù)播場景中，當小屏用戶退出小屏正在播放的點播時，小屏客戶端會通過XMPP消息將書簽事件ID和正在觀看的內(nèi)容ID及播放時長等數(shù)據(jù)發(fā)送給目標大屏客戶端。目標大屏收到信息后，通過解析獲知需要添加書簽的內(nèi)容ID和播放時長信息，大屏客戶端向融合視頻平臺發(fā)起書簽接口調用進行相同內(nèi)容的書簽添加，后續(xù)大屏用戶點開個人書簽欄即可通過書簽查詢接口找到該點播內(nèi)容，點擊后即可按小屏上次播放時間點從內(nèi)容網(wǎng)絡進行媒體流拉取，實現(xiàn)大屏側的斷點續(xù)播。

在跨屏搜索場景中，XMPP消息體中封裝搜索事件ID、搜索內(nèi)容ID等信息，目標大屏收到信息后，通過解析獲知需要搜索內(nèi)容ID，大屏客戶端向融合視頻平臺調用搜索查詢接口進行相同內(nèi)容信息的查詢，并在EPG頁面上進行相應的展示。在手機遙控中，XMPP消息體中封裝遙控事件ID、按鍵ID（方向鍵、音量加減鍵等）等信息，目標大屏收到信息后，解析為遙控按鍵信息，并在EPG頁面進行相應的操作展示。

XMPP即時通信技術的優(yōu)勢

基于DLNA與XMPP兩種協(xié)議的大小屏融合典型場景如圖3所示。基于DLNA協(xié)議的近場融合實現(xiàn)原理如下：大小屏終端通過有線網(wǎng)口或Wi-Fi等方式連接到家庭網(wǎng)關，移動客戶端和大屏機頂盒端分別集成DLNA協(xié)議棧，并分別作為數(shù)字媒體控制端和數(shù)字媒體接收端啟動。移動客戶端通過家庭網(wǎng)關發(fā)送廣播報文來發(fā)現(xiàn)大屏客戶端，大屏作為接收端監(jiān)聽來自移動客戶端的甩屏、遙控等消息，并將當前的播放狀態(tài)、事件執(zhí)行情況返回給移動客戶端，從而實現(xiàn)大小屏融合，其前提條件是移動客戶端與大屏客戶端必須處于同一個家庭網(wǎng)絡中。相比目前大小屏近場融合采用的DLNA協(xié)議，本方案使用的基于XMPP協(xié)議的即時通信技術在可靠性、安全性、拓展性、多樣性等方面具有顯著優(yōu)勢。

圖3 基于DLNA與XMPP兩種協(xié)議的大小屏融合典型場景

首先，支持跨網(wǎng)絡、跨地域。目前大多數(shù)解決方案是基于DLNA協(xié)議實現(xiàn)的近場融合，要求大小屏客戶端必須在同一局域網(wǎng)中，使用場景有著很大的局限性。本文中基于XMPP協(xié)議的即時通信方案，不受兩端網(wǎng)絡限制。不論是互聯(lián)網(wǎng)還是IPTV等其他專網(wǎng)，只要滿足兩端與即時消息中心網(wǎng)絡互通，就可實現(xiàn)大小屏各融合場景，因此具備跨地域、跨網(wǎng)絡的優(yōu)勢。

其次，安全性更高。XMPP消息采用HTTPS加密傳輸，且要求大小屏各客戶端登錄認證成功之后，才可以進行XMPP消息發(fā)送。相比DLNA協(xié)議的近場融合，本方案不需要任何認證，只要在局域網(wǎng)中通過廣播方式發(fā)現(xiàn)可投大屏設備即可進行操作，因此在安全性方面更勝一籌。

再次，可擴展性更強。此前，基于DLNA的近場融合僅可以進行近場投屏、斷點續(xù)播，場景較為單一。而XMPP作為以XML為基礎的開放式即時通信協(xié)議，繼承了在XML環(huán)境中靈活的發(fā)展性。因此，基于XMPP的應用具有超強的可擴展性，經(jīng)過擴展后的XMPP可以通過發(fā)送擴展信息來處理用戶的需求。因此，本方案除投屏、斷點續(xù)播等場景之外，還可以實現(xiàn)遠程遙控、跨屏搜索、語音控制等功能。

最后，可靠性更高。本方案基于XMPP協(xié)議的客戶端與即時消息中心之間采用周期心跳維持建鏈、定時監(jiān)測、斷鏈重試等多種可靠性機制，確保在中間網(wǎng)絡質量出現(xiàn)波動的情況下，仍然可以獲得良好的業(yè)務體驗效果。

本方案首次將XMPP即時通信技術使用在大小屏融合視頻領域，借助XMPP的安全性、開放性、可擴展性等優(yōu)勢，對傳統(tǒng)娛樂視頻平臺進行了高階賦能。相比目前使用DLNA協(xié)議實現(xiàn)近場甩屏的單一融合場景，本方案具備實現(xiàn)斷點續(xù)播、跨屏搜索、遠場甩屏、手機遙控等幾大能力；后續(xù)依然可以借助XMPP協(xié)議的可擴展性，實現(xiàn)遠程控制、語音遙控等其他場景，進一步豐富大小屏融合場景。本方案不僅實現(xiàn)了大小屏深度融合，提升了用戶體驗，而且為未來視頻領域新業(yè)態(tài)（如游戲、健身、教育等）的出現(xiàn)提供了可能性。

*本文首發(fā)于《通信世界》

2022年11月10日 第21期 總第907期

原文標題：一種基于XMPP的即時通信技術在融合視頻中的應用

關鍵詞： XMPP 即時通信技術 融合視頻